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关键词： 地球系统科学   构造抬升   地貌演化   气候变化   生态系统   风化剥蚀  

摘要： 构造-地貌-气候-生态系统的相互作用构成了表层地球系统的核心动力学框架。这些要素之间的内在联系和作用体现了系统科学的属性:构造运动首先塑造了大地地貌格局,并与气候和生态系统形成了相互作用系统;气候因子驱动地貌演变和生态系统变化;生态系统通过生物地球化学循环反馈于地貌和气候。构造-地貌-气候-生态系统的协同作用是表层地球系统演化的核心内容。从地质时间尺度看,板块运动和地貌重组引发了区域气候变化和生物群落更替;在现代尺度上,这种耦合关系塑造了地球表层环境的动态平衡。对构造-地貌-气候-生态系统的系统研究对揭示表层地球系统过程和功能以及服务机理至关重要。本文通过梳理构造与气候和地貌、地貌和气候与生态系统变化的耦合关系,旨在探索构造-地貌-气候-生态系统动力学和表层地球系统科学研究的系统性思路。同时,青藏高原是研究这一主题的天然实验室,其独特的构造活动、复杂的地貌形态、多样化的气候带和敏感的生态系统提供了系统研究的关键平台。围绕青藏高原构造-地貌-气候-生态系统的综合研究,将帮助解决青藏高原表层地球系统科学中的前沿科学问题,为全球环境变化研究提供借鉴。构造-地貌-气候-生态系统动力学研究发展需要注重各要素之间的定量耦合关系与协同演化,深化多学科交叉融合,利用先进的实验测试与观测/监测技术,强调大数据驱动的多尺度整合与人工智能的深度应用,构建地球系统动态耦合模型,以期达到对地球系统多圈层相互作用的深入理解,并为应对全球变化带来的挑战提供理论支撑。

关键词： 生态环境质量   改进型遥感生态指数   气候变化   锡林郭勒盟  

摘要： [目的]准确评估半干旱区草原生态环境质量对我国半干旱区草原的可持续发展具至关重要。[方法]以中国北方典型半干旱草原锡林郭勒盟为研究区,基于谷歌地球引擎,综合绿度、湿度、干度、热度、表土粒度和草地退化6个指标,构建改进型遥感生态指数(MRSEI),并利用一元线性回归、皮尔逊相关性分析和Hurst指数等方法,评估2000—2023年生态环境质量,揭示其时空演变特征及驱动因素。[结果]MRSEI的第1主成分平均贡献率83.5%,特征值均值为0.222,构建的MRSEI能够有效整合多项生态指标,引入的表土粒度和草地退化指标在半干旱草原生态评价中发挥了重要作用。2000—2023年,研究区MRSEI波动范围为0.273~0.395,整体呈轻微改善趋势。其中,中部和东北部典型草原生态环境显著提升,提升面积占62.1%;而沙漠及森林周边草地生态环境有所下降,下降面积占32.9%。未来生态环境可能持续恶化或变化不确定的区域面积占66.3%,需划定生态预警区加强保护。生态环境质量对降水的响应最为敏感,显著相关区域面积占33.8%;气温次之,占8%。人类活动亦对生态环境质量产生了显著影响。[结论]锡林郭勒草原生态环境质量整体上升过程当中,降水量是主要气候驱动因素,气温影响次之,同时人类活动同样具有显著影响。

关键词： 水下电弧锯切割   高速电弧放电加工   蚀除颗粒   形态特征   粒径分布  

摘要： 利用电弧锯加工锆合金-不锈钢模拟样件,收集蚀除颗粒并对其形状、尺寸及分布进行分析。分析结果表明,部分蚀除颗粒未经等离子体球化作用呈不规则的片状,经等离子体球化作用的熔融金属在表面张力的作用下呈球形或球壳形,并相互作用形成椭球形、链球形和凹球形的蚀除颗粒。颗粒主要成分为锆合金和不锈钢,部分颗粒中二者发生了融合。颗粒粒径近似呈正态分布,等效半径平均值为167.35μm,筛网筛选结果显示50目和100目筛网能筛选80%以上的蚀除颗粒,实际加工中应选择50目、100目和500目滤网对工作介质进行过滤。

关键词： 可持续性   生物燃料供应链   多目标   鲁棒优化  

摘要： 针对生物燃料需求量不确定的可持续生物燃料供应链设计问题,提出了一个以总成本和碳排放总量最小化、社会总效益最大化为目标函数的多目标鲁棒优化模型。该模型是一个多目标的半无限规划模型,无法直接求解,因此利用对偶技术和ε-约束法等价地将它转化为一个计算上可处理的单目标混合整数规划模型。算例结果表明,与名义模型相比,本研究提供的鲁棒最优设计决策可以有效抵御参数的不确定性。

关键词： 植被覆盖度   时滞效应   气候变化   人类活动   黄淮海流域  

摘要： [目的]科学评估黄淮海流域植被覆盖度变化中气候演变和人类活动的影响及定量贡献,为优化水土保持工作提供科学建议。[方法]基于黄淮海流域及其周围226个站点的气象数据以及SPOT-NDVI数据,利用像元二分法、线性斜率、Mann-Kendall趋势检验和Person相关等方法,探讨植被覆盖度演变对蒸散发、降水、气温等气候因子响应的时间滞后效应,在残差分析法中增加时滞效应影响,评估了植被覆盖度变化原因。[结果](1)2000—2019年黄淮海流域年均植被覆盖度增长显著,线性斜率为0.038/10 a。(2)黄淮海流域植被覆盖度对降水响应滞后以0月和1月为主,分别占比52%和48%;对气温响应主要为无滞后性和滞后1月,分别占比61%和38%;对潜在蒸散发响应主要滞后1月和2月,分别占比49%和34%。[结论]影响黄淮海流域植被变化的主要因素为人类活动,气候变化的平均贡献率为33%,人类活动的平均贡献率为67%;其中约47%的区域人类活动影响贡献率超过80%,主要位于黄河流域西北部和东南部、海河流域南部和淮河流域。

关键词： 质子交换膜燃料电池   无外增湿器燃料电池系统   氢能车辆  

摘要： 本文介绍了一种无须外部增湿器的燃料电池系统设计概念,并对其进行了实际构建与测试验证。测试结果表明,该系统能够实现稳定运行,并且具备较高的系统效率。我公司使用FY06-S160系列无外增湿器系统已经交付数百台燃料电池氢能车辆,并实现稳定运营。

关键词： 船舶排放   硫酸盐气溶胶   辐射效应   低硫燃料   地球系统模式  

摘要： 船舶排放SO_(2)在海洋大气中形成的硫酸盐气溶胶(PSO_(4))可通过气溶胶辐射效应对气候产生显著影响,主要通过直接辐射效应(DRE)和间接辐射效应(IRE)对地球系统产生净冷却效应。本文利用地球系统模式和全球船舶排放清单,研究了在现行的全球0.5%燃料含硫量法规(0.5%S)控制下,以及将部分管控区的0.1%含硫量规定推行至全球的情景下(0.1%S),船舶源PSO_(4)及其辐射效应的变化。结果表明:0.5%S控制下船舶源PSO_(4)浓度全球均值为(58.2±6.5)μg·m^(-2),产生(-10.4±1.6)mW·m^(-2)的DRE。IRE是船舶源PSO_(4)辐射效应的主要部分,0.5%S控制下船舶源PSO_(4)的IRE约为(-64.7±40.5)mW·m^(-2)。航线上的船舶源PSO_(4)浓度平均约为200μg·m^(-2),辐射效应可达-600 mW·m^(-2)。相比于现行0.5%S法规,在0.1%S情景下,船舶源PSO_(4)浓度减小了约80%。而从辐射效应来看,全球平均DRE下降至(-2.1±0.4)mW·m^(-2),IRE则下降至(-15.2±11.2)mW·m^(-2),总辐射效应减弱77%。船舶源PSO_(4)的辐射效应时空分布很不均匀。在全球范围内,总辐射效应在北半球,尤其是船舶航线密集的北大西洋、北太平洋以及北印度洋的沿岸最大,可达约-350 mW·m^(-2)。南北半球辐射效应最强的季节均为各自半球的夏季。全球平均水平表明,北半球夏季时船舶源PSO_(4)的总辐射效应最强(-34.9 mW·m^(-2)),部分区域可接近-1200 mW·m^(-2);北半球冬季最弱,仅为夏季的不到四分之一。在全球使用更清洁的船舶燃料在减少大气污染的同时也将大幅减弱船舶源PSO_(4)的制冷辐射效应。

关键词： 矿山修复   覆土重构   牦牛粪便   土壤因子   颗粒体积   若尔盖高原  

摘要： 为研究不同覆土类型及施加牦牛粪便对若尔盖高原矿区土壤修复效果的影响，确定最佳的覆土条件。以典型废弃矿山为对象，分析3种土壤类型（风沙土、砂质草甸土和壤质草甸土）及其添加牦牛粪便处理的理化性质、颗粒组成和分形特征，运用冗余分析、主成分分析确定粒径分布的主要影响因子，并利用灰色关联耦合模型研究土壤理化性质与粒径分布的响应关系。结果表明：研究区土壤颗粒组成以砂粒为主（58.4%~94.9%），粉粒次之（3.8%~32.7%），黏粒含量最少（1.3%~8.9%），分形维数为2.37~2.66，砂粒体积含量对分形维数影响最为显著；土壤质量表现为：壤质草甸土>砂质草甸土>风沙土，且风沙土处理的沙化程度有所加重；添加牦牛粪便能在一定程度上缓解土壤养分亏缺，促使粒径分布更为细腻；土壤有机质、全氮、碱解氮、含水率与黏粒、粉粒关联度高，容重与砂粒关联度高，且有机质含量对粒径分布变异的驱动贡献最大；系统耦合协调度排序为壤质草甸土>砂质草甸土+牦牛粪便>壤质草甸土+牦牛粪便>砂质草甸土>风沙土+牦牛粪便>风沙土，但耦合协调度均处于较低水平，仅壤质草甸土处理为0.727，达到中度协调发展程度。综上，若尔盖高原矿区土壤沙化程度较严重，砂粒体积含量可作为该区域修复效果的指标，在覆土重构过程中添加牦牛粪便可作为一种参考举措，同时为确保矿山修复效果，建议使用壤质草甸土。

关键词： Brazil   climate change   integrated fire management   megafires   national policy   Brasil   Ecologia do fogo   Manejo Integrado do Fogo   Mega incêndios   Pantanal   Políticas públicas   关键词巴西   气候变化   综合火灾管理   特大火灾   国家政策  

摘要： Despite the ongoing challenges posed by megafires in Brazil, significant progress has been made from such events. Key advancements include a better scientific understanding of fire dynamics, innovative public policies, and the implementation of effective integrated fire management (IFM) practices. These efforts have led to reduced wildfire frequency and intensity, improved biodiversity, and strengthened interinstitutional collaboration. 尽管巴西在应对特大火灾方面仍面临着持续的挑战, 但已取得了重大进展。这些进展包括在科学层面上对火灾动态有了更深入的认识、出台了创新性的公共政策, 以及实施了行之有效的综合火灾管理 (IFM) 措施。这些努力使得野火发生的频率和强度有所降低, 生物多样性得到了改善, 并且机构间的合作也得到了加强。 Apesar dos desafios atuais com os mega incêndios no Brasil, houve um progresso significativo. Os avanços incluem melhor compreensão científica da dinâmica do fogo, políticas públicas inovadoras e práticas eficazes de implementação do manejo integrado do fogo (MIF). Esses esforços levaram à redução da frequência e intensidade dos incêndios florestais, à melhoria na conservação da biodiversidade e ao fortalecimento da colaboração interinstitucional. O Brasil tem conseguido diminuir os impactos dos grandes incêndios florestais através da criação e implementação de leis específicas para responder esse problema. Além disso, após lições aprendidas em anos anteriores recentes, a articulação entre diferentes instituições que trabalham com esse tema, apoiados por dados produzidos por pesquisas científicas, também tem ajudado a combater esses grandes incêndios de forma mais eficiente. É observado um aumento da quantidade, intensidade e impactos dos incêndios florestais no Brasil; Apesar desta constatação, a articulação entre instituições de manejo do fogo, de pesquisa e legisladores tem surtido efeitos consistentes na diminuição dos impactos dos incêndios florestais em planícies alagáveis (Pantanal) no Brasil.

关键词： 植被   净初级生产力(NPP)   气候变化   人类活动   陕北退耕还林区  

摘要： 基于2000—2022年MODIS 17A3实际植被净初级生产力和气候模型计算的潜在净初级生产力,定量分析陕北退耕还林区植被净初级生产力(net primary productivity, NPP)受气候变化和人类活动的影响。结果表明:(1)2000—2022年研究区实际植被净初级生产力总体呈现南高北低的趋势,均值为257.45 g/(m~2a)。(2)研究区实际植被净初级生产力、潜在植被净初级生产力均呈上升趋势,实际植被净初级生产力较气候潜在植被净初级生产力增加速率更大。(3)气候因素与人为活动两者均对植被净初级生产力产生了积极的促进效应,其中在气候因素驱动下植被净初级生产力增加的区域面积占比为65.98%,由人类活动驱动下植被净初级生产力增加的区域面积占比为28.40%。人类活动在推动植被生长的同时,也有效降低了植被NPP对气候因子变化的敏感度,体现人类活动在生态系统调控中的积极作用和深远影响。